Иерусалимский патриарх Мелетий, пребывавший в Константинополе, обратился к Иакову Патмосскому с просьбой занять пост схоларха. В августе 1736 г. Иаков Патмосский отбыл в Палестину и в конце того же года (по другим сведениям, в сентябре 1737 г.) начал занятия в новосозданной школе. Училище имело два направления деятельности: начальное образование православной арабской молодёжи и подготовка клириков для Святогробского братства. В программу обучения входили греческий, латинский и арабский языки, изучение Священного Писания и святоотеческого наследия, античная, византийская и поствизантийская греческая литература, логика, философия и математика. Особое внимание уделялось подготовке выпускников к проповеднической деятельности. Как и прежние учебные заведения, которыми руководил Иаков Патмосский, школа в Иерусалиме привлекала учеников со всего Восточного Средиземноморья. Преподаванием занимались Иаков Патмосский и несколько его помощников, главным образом, греков. Из учеников и сподвижников Иакова Патмосского в палестинский период его деятельности наиболее известны диакон Софроний аль-Килизи, по мнению исследователей, обучавшийся у Иакова Патмосского ещё в Сирии; впоследствии Иерусалимский и Константинопольский патриарх (ум. в 1781 г.), выпускник Патмосской академии дидаскал Ефрем; впоследствии Иерусалимский  патриарх Ефрем II (1766 – 1770/1771 гг.), Анфим; впоследствии Иерусалимский патриарх (1788–1808 гг.). Cтав советником Иерусалимского патриарха Парфения (1737–1766 гг.), Иаков Патмосский участвовал в разрешении спора о перекрещивании латинян. Сохранившиеся литературные произведения Иакова Патмосского были написаны им в последние годы его жизни. Это – сборник проповедей на воскресные дни Великого поста, полемическое антилатинское сочинение о Filioque и чистилище (оба известны в арабских переводах), хвалебный гимн в честь палестинских св. мест (1759 г.). В 1755 г. на средства Иакова Патмосского в Венеции была напечатана книга проповедей Макария Патмосского и служба преподобному Христодулу Латрину. Заведуя патриаршей библиотекой в Иерусалиме, Иаков Патмосский много сделал для её благоустройства и сбережения ветхих рукописей. Сохранилась обширная переписка Иакова Патмосского с Макарием Патмосским и др. Школа Иакова Патмосского продолжала действовать после его кончины и считалась одним из главных очагов православного просвещения на Ближнем Востоке.